[發明專利]可發性共聚樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201610745735.6
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN106220887B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 徐鑫;何凱鍇
• 申請（專利權）人: 徐鑫
• 主分類號: C08J9/14
• 分類號: C08J9/14;C08L25/14;C08L23/06;C08K3/32;C08F212/08;C08F220/14
• 代理公司: 靖江市靖泰專利事務所32219
• 代理人: 陸平

技術領域

本本發明涉及到一種可發性共聚樹脂及其制備方法，屬于消失模鑄造材料制造領域。

背景技術

消失模鑄造技術是用泡沫塑料（EPS、STMMA或EPMMA）制成與鑄件結構、尺寸完全一樣的模樣，經浸涂耐火黏結涂料（起強化、光潔作用）烘干后埋入特殊砂箱干砂造型，其中的涂料起強化、光潔作用。經三維或二維微震加負壓緊實，不用泥芯、活塊甚至無冒口的情況下澆入熔化的合金液，整個過程保持著一定的負壓，使模樣受熱氣化分解進而被合金液取代的一次性成型鑄造新工藝。消失模鑄造有多種不同的叫法，國內主要叫干砂實型鑄造、負壓實型鑄造，簡稱EPC鑄造。國外的叫法主要有lost foam process（美國）、policast process(意大利)等。它與傳統的鑄造技術相比，具有很大的優勢，被國內外的鑄造界譽為“21世紀的鑄造技術”和“鑄造工業的綠色革命”。

中國的消失模鑄造技術也被國家重點推廣，消失模工業具有了一定的規模，成為鑄造行業的重要組成部分，生產鑄件在鑄造行業中所占比重不斷提高，消失模鑄造是目前國際上最先進的鑄造工藝之一。

與傳統鑄造技術相比，消失模鑄造有下列特點：

1. 設備投資可降低30-50%，鑄件質量好，鑄件成本可降低10-30%；

2. 可生產技術含量高、難度大的近無余量、精確成型產品；

3. 產品設計有更大的自由度，適應了未來人們個性化的需要；

4. 鑄件內部缺陷大大減少，組織致密；

5. 可實現大規模、大批量、自動化流水線生產；

6. 能夠實現清潔生產，促進環境保護和社會可持續發展。

消失模鑄造專用的珠粒有EPS、STMMA、EPMMA 三種，其含碳量依次減少。

①可發性聚苯乙烯樹脂珠粒（簡稱EPS）；

②可發性甲基丙烯酸甲酯與苯乙烯共聚樹脂珠粒（簡稱STMMA）；

③可發性聚甲基丙烯酸甲酯樹脂珠粒 （簡稱EPMMA）。

附表1 . 三種珠粒在消失模鑄造行業使用情況對比

對于可發性甲基丙烯酸甲酯與苯乙烯共聚樹脂珠粒STMMA，一般采用一步法，即在單體聚合階段即加入戊烷等發泡劑。戊烷等發泡劑對苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的聚合具有阻聚作用，這造成共聚物分子量偏低、粒徑分布寬，分子量低直接導致樹脂作為模型材料時強度低等問題，而粒徑分布過寬，則粒徑較小的粉料多則導致成品收率低。此外，一步法制備STMMA時，通常使用有機分散劑，產生的廢水處理難度大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可發性共聚樹脂及其制備方法，解決現有一步法中珠粒粒徑分布寬、兩頭料多、成品收率低、分子量低、模型材料強度低、廢水處理難度大問題。

同時，本發明還研究了STMMA中苯乙烯和MMA之間的比例對模型材料中表面光潔度和殘碳的影響，選取了適當的范圍，從兩個此消彼長的影響因素中綜合考慮，這是現有技術中從未注意到的。

為了解決上述問題，本發明采用如下技術方案：

一種可發性共聚樹脂，以重量份計，其原料包括混合單體100、去離子水120-300、分散劑0.2-0.8、發泡劑7-12、引發劑0.3-0.8、改性助劑0.03-0.2。

其中，混合單體由苯乙烯(ST)和甲基丙烯酸甲酯（MMA）構成，以混合單體100重量份計，ST:MMA=99:1-1:99，優選65:35-85:15，更優選70:30-80:20，最優選75:25-80:20，最佳值是75:25。

其中，分散劑使用無機分散劑，例如活性磷酸鈣(TCP)。

其中，發泡劑為C4-C6低沸點烴類化合物。

其中，改性助劑為聚乙烯蠟、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)。

本發明還涉及所述可發性共聚樹脂的制備方法：

將去離子水、混合單體、分散劑、引發劑、改性助劑混合后進行低溫聚合反應，達到規定的低溫聚合反應時間后，加入發泡劑，進行中高溫反應，達到規定的反應時間后，冷卻到規定的溫度。

其中，所述方法還包括：冷卻后，再分別進行離心洗滌、干燥、篩分、涂層、成品包裝。

其中，所述方法具體步驟為：將去離子水、混合單體、分散劑、引發劑、改性助劑混合后進行低溫聚合，聚合溫度為60-100℃，達到規定的低溫聚合反應時間4-10小時后，加入發泡劑，進行中高溫反應，反應溫度為90-130℃，壓力0.4-0.9 MPa，達到規定的反應時間4-10小時后，冷卻到溫度≤50℃。